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[LE SYSTÈME SOLAIRE] CYCLE 3 [LE SYSTÈME SOLAIRE]

GUIDE PÉDAGOGIQUE POUR LE CM2

CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I LE SYSTÈME SOLAIRE I 2019/2020

CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 2

SOMMAIRE

SOMMAIRE ........................................................................................................................................................ 2

CRÉDITS ............................................................................................................................................................. 3

MISE EN VUVRE DU SUJET D'ETUDE ................................................................................................................... 4

LETTRE AUX PARENTS ......................................................................................................................................... 6

PROGRESSION DU MODULE ................................................................................................................................ 7

SÉANCE 1 : Introduction au système solaire ............................................................................................................... 8

SÉANCE 2 : La Terre, les autres planètes et le Soleil ................................................................................................. 13

SÉANCE 3 ͗ Les fiches d'identitĠ du système solaire ................................................................................................. 16

SÉANCE 4 : Les caractéristiques des astres................................................................................................................ 17

SÉANCE 5 : Le systéme solaire ................................................................................................................................... 20

SÉANCE 6 : La maquette du systéme solaire ............................................................................................................. 21

CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 3

CRÉDITS

Ressources utilisées :

http://www.fondation-lamap.org/fr

Dossier pédagogique " Astralala »

Les Cahiers Clairault - (Revue du CLEA, Comité de Liaison Enseignants Astronomes) Grand N, Jean-Michel Rolando - Académie de Grenoble L'astronomie ă l'Ġcole ͗ construire des compĠtences et des saǀoirs au cycle 3

Delagrave, Jean-Michel Rolando

"La démarche d'investigation, comment faire en classe ?" par Edith Saltiel

Stellarium, logiciel de simulation du ciel

http://stellarium.org/fr/

Académie de Nantes

Ce document a été réalisé par le Centre pilote La main à la pâte de Nogent sur Oise à partir de ces ressources.

d'en proposer une ǀersion actualisĠe.

Un travail collectif mené par

Jérôme SZERWINIACK (élève polytechnicien) Virginie VITSE (Enseignante référente Maths/Sciences)

Nicolas DEMARTHE (Coordinateur du Centre pilote)

Remerciements à Florence WACRENIER, professeur des écoles CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 4

MISE EN VUVRE DU SUJET D'ETUDE

Planification

Ce sujet d'Ġtude reprĠsente enǀiron de 6 à 10 séances. On pourra au choix mener une ou deux séances par

semaine afin d'assurer une continuité dans la construction des connaissances.

Le rôle du maître

L'objectif principal du maŠtre est dΖaider les Ġlğǀes dans la construction d'une attitude scientifique et l'acquisition

progressive d'une démarche : se poser des questions, émettre des hypothèses, modéliser, relever des données,

discuter des résultats et des conclusions possibles. Le travail de groupe et les échanges constituent une base

diriger les séances ; faire acquérir cette démarche signifie plutôt :

se permettre et permettre aux élèves de tâtonner, voire de faire des erreurs et montrer comment elles

peuvent être utiles,

accepter de ne pas tout connaŠtre et habituer les Ġlğǀes ă chercher une information auprğs d'autres personnes,

de livres, à reprendre des explorations, poser des questions et accepter de prendre en compte toutes les réponses, remettre en question ses propres représentations si nécessaire.

Organisation des séances

Chaque séance est organisée sensiblement de la même manière :

Travail en groupe classe :

problème du jour.

Travail en petits groupes :

Les élèves cherchent et découvrent des solutions possibles au problème proposé. Ils discutent de leurs idées,

confrontent leurs reprĠsentations ă la rĠalitĠ, essayent de se mettre d'accord pour proposer ă la classe un compte

rendu commun.

Le maître veille au partage des tâches : il peut proposer aux élèves des rôles définis au sein du groupe.

Lors du travail de groupe, le maître gardera en mémoire les réflexions des élèves susceptibles de construire et

structurer la synthèse. En effet, nombreux sont les élèves, qui au moment du bilan, ont oublié comment ils en sont

Synthèse collective :

élèves pour clarifier leurs idées, organiser leur pensée et comparer les différentes solutions, analyser et interpréter

les résultats. CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 5

Le cahier d'edžpĠriences

le contenu ǀarie d'un Ġlğǀe ă l'autre.

Quel contenu possible ?

Des comptes-rendus des modélisations : problème posé, schémas, tableau des correspondances objet

Des bilans de classe qui sont le résultat de la synthèse collective. Ces synthèses pourront également donner lieu

à l'élaboration d'affiches et/ou d'un cahier de classe.

Un lexique individuel.

À quoi sert-il ?

Pour l'enfant :

À se souvenir (pour poursuivre son exploration, pour communiquer avec ses pairs ou sa famille)

À structurer sa pensée

Pour le maŠtre, c'est :

Un regard permanent sur le cheminement de l'enfant. raisonnement. une ressource pour l'Ġlaboration des Ġcrits collectifs.

Comment le faire évoluer ?

Mettre en valeur les notes importantes et pertinentes.

L'Ġǀaluation

Il est important de distinguer trois domaines d'Ġǀaluation ͗ celui de l'Ġǀolution des comportements sociaudž

celui des connaissances.

Au cours des séances :

La structure des séquences permet un travail approfondi de certaines compétences transversales et de

compétences relevant de la maîtrise de la langue. On pourra observer leur évolution tout au long du travail :

l'enfant s'inscrit-il dans l'actiǀitĠ ? Trouve-t-il sa place dans le groupe ? Produit-il un écrit ? Est-il capable de

attitude scientifique.

L'Ġǀaluation finale :

niveau de développement de la démarche scientifique de chaque élève. CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 6

LETTRE AUX PARENTS

Madame, Monsieur,

concernant l'Ġtude du système solaire en astronomie. Ce projet lui permettra d'apprendre ă obserǀer, rĠaliser des

Au cours des séances, je serai accompagné(e) par nom de l'accompagnant (PDM ou stagiaire polytechnicien).

Ce travail est réalisé sur des feuilles de couleur (au grĠ de l'enseignant) qui volontairement ne sont pas corrigées

mots à lui. Cela lui permettra également de mesurer ses progrès. Ce cahier comprend quant à lui des activités de

Cela peut se faire de plusieurs façons :

En permettant ă ǀotre enfant d'apporter du matĠriel simple de la maison.

En aidant votre enfant à observer des phénomènes liés à notre thème ou simplement en discutant avec lui de

En relisant aǀec lui son cahier d'edžpĠriences. Ce sera pour ǀotre enfant une nouǀelle faĕon de s'approprier ce

Je vous remercie pour votre aide.

Si vous avez des questions, faites-moi parǀenir un mot par l'intermĠdiaire de ǀotre enfant. J'y rĠpondrai et nous

nous rencontrerons.

Signature des parents :

CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 7

PROGRESSION DU MODULE

Séances Objectifs Résumé Dispositif

1

Introduction au

système solaire (1h30) - Permettre aux élèves de réinvestir les acquis des années précédentes - Inciter les élèves à représenter par le dessin leurs connaissances sur le système solaire

Après une discussion

collective, les élèves sont invités à dessiner leurs représentations du système solaire

Dessins des élèves

2

La Terre, les autres

planètes et le Soleil (1h30) planète - Vérifier la validité d'hypothğses proposĠes par les élèves

Les Ġlğǀes s'appuient sur

les différences entre planètes et autres astres pour dégager la définition du mot planète

Travail de définition

3 Les fiches d'identitĠ

du système solaire (1h30) - Mener une recherche documentaire

Les élèves apprennent à

trier et à sélectionner les informations

Salle informatique ou

documents imprimés 4

Les caractéristiques

des astres (2h30) - Émettre des hypothèses - Tracer et interpréter des graphiques

Les élèves réfléchissent

aux liens existants entre les différentes par des hypothèses puis par le tracé de graphiques pour les confronter à la réalité

Exploitation des

données collectées 5

Le système solaire

(1h30) - Manipuler un ordinateur - Voir une représentation interactive du système solaire

Les enfants manipulent un

logiciel reproduisant le système solaire

Classe informatique

6

La maquette du

système solaire (1h30) - Appréhender la notion de proportionnalité ; - Construire une maquette du système solaire

Les élèves prennent

conscience des rapports

énormes entre les

différents ordres de grandeur dans l'espace

RĠalisation d'une

maquette + cartes de la région autour de l'Ġcole (classe informatique facultative) CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 8

SANCE 1 ͗ INTRODUCTION AU SYSTME SOLAIRE

Durée : 1h40

Objectifs :

- Permettre aux élèves de réinvestir les acquis des années précédentes ;

- Inciter les élèves à représenter par le dessin leurs connaissances sur le système solaire.

Lexique : Astres, astéroïdes, comètes, planètes, étoiles, système solaire

Séance collective

` Partir de ce que savent les élèves

amener à modifier leurs représentations, à préciser leur vocabulaire, et à se poser de nouvelles questions.

Pour lancer la rĠfledžion, l'enseignant montre audž Ġlğǀes ces ǀignettes issues de l'album de Tintin L'Ġtoile

mystérieuse. CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 9

En réponse à cette question, les élèves citeront de nombreux objets, sans distinguer ce qui relève de la réalité ou

de la fiction, sans se préoccuper de la distance au sol : étoiles, étoile du Berger, constellations, planètes, comètes,

astéroïdes, Lune, astres, météorites, ciel, avions, fusées, hélicoptères, vaisseaux spatiaux, satellites, feuilles,

nuages, êtres humains, Martiens, etc.

2. Peut-on classer ces objets ?

les êtres vivants).

3. Et ces objets naturels, sont-ils tous pareils ?

évoqueront sans doute les distances qui les séparent de notre Terre.

Il conviendra de définir ces objets célestes. Le mot " astre » sera peut-être suggéré par un élève, sinon le maître le

proposera. CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 10

4. Et tous ces astres, que font-ils ?

Ils diront, par exemple, que la Lune tourne autour de la Terre ou que la Terre tourne autour du Soleil ou encore que

la Terre tourne sur elle-même. de sens. On peut néanmoins utiliser cette connaissance pour initier un questionnement.

5. N'y a-t-il que la Terre qui tourne autour du Soleil ?

Le maître demande aux élèves de répondre à cette question, individuellement, sur leur cahier d'edžpĠriences. Il les

incite à schématiser, notamment pour préciser la position des différents astres. Les dessins seront réalisés sur une

feuille A4 de manière à pouvoir les afficher au tableau lors de la mise en commun.

On constatera alors que :

- les idées exprimées avec un texte ou un schéma ne sont pas toujours concordantes ;

- la plupart des enfants citent les planètes avec un nom parfois approximatif (Junon ou Vénis) ;

- les dessins concernant le système solaire présentent des astres parfois avec une organisation géocentrique :

- certains dessins proposent une organisation héliocentrique : les planètes (ou certaines planètes, pas forcément

dans le bon ordre) sont ainsi représentées comme tournant sur des trajectoires différentes centrées sur le Soleil,

avec une vue de dessus ou en perspective : CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 11

- d'autres dessins figurent les planğtes en chapelet, tournant autour du Soleil sur la mġme trajectoire ͨ en faisant la

ronde ». La Terre y est parfois représentée comme la plus grosse des planètes :

Ces représentations montrent le travail à mener aussi bien sur la Lune que sur les planètes, leur place, leurs tailles

Les dessins sont affichés au tableau et le maître propose aux élèves de les comparer et de les classer. Quelles

différences observez-vous ? Quels sont les dessins qui se ressemblent ?

On propose alors de lister les différences (une seule ou, au contraire, plusieurs orbites ; représentation

Aprğs compilation des diffĠrentes rĠponses, l'enseignant prĠsente au tableau une synthğse illustrĠe par les

représentations les plus significatives.

système solaire, expliciter les mots utilisés, faire apparaître des insuffisances ou contradictions, provoquer des

interrogations et poser des questions. CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 12

Exemples :

- Est-ce que tous les mots qui restent dans notre liste sont des planètes ?

Les mots tels que Mars, Vénus, ou Terre désignent des planètes et peuvent être classés dans cette catégorie. Il

Puis le maître incite les élèves à se poser les questions suivantes : - Avons-nous listé toutes les planètes ? - Quelles définitions peut-on donner à astres, étoiles, planètes, Lune ? - Est-ce que la Terre tourne autour du Soleil, ou est-ce le Soleil qui tourne autour de la Terre ?

- Est-ce que toutes les planètes tournent autour du Soleil sur la même trajectoire, ou sur des trajectoires différentes

- Est-ce que la Lune tourne autour du Soleil ?

Note : Ce sont ces interrogations qui vont initier la démarche d'inǀestigation par l'obserǀation, par la modĠlisation et par

questions au cours des séances suivantes CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 13 SANCE 2 ͗ LA TERRE, LES AUTRES PLANTES ET LE SOLEIL

Durée : 1h30

Matériel :

une photo d'astĠroŢde (facultatif)

Des feuilles blanches

Objectifs :

VĠrifier la ǀaliditĠ d'hypothğses proposées par les élèves

Déroulement :

Nous avons vu, lors les séances précédentes, que la Terre tourne sur elle-même, que la Lune tourne autour de la

Terre, et que le tout tourne autour du Soleil en une année (365 jours). Le maître demande alors : " Yu'en est-il des autres planètes ? »

Il choisit parmi les dessins des élèves, différentes représentations : géocentrisme, héliocentrisme sur la même

orbite, et héliocentrisme réel (orbites différentes).

L'enseignant propose alors une discussion :

1. " Est ce que Mars (qui aura probablement été cité) tourne autour de la Terre ? »

autour du Soleil.

2. " Est ce que toutes les planètes tournent en file indienne autour du Soleil ? »

faut-il à la planète Mars pour faire le tour du Soleil ?

gravite autour du Soleil. Il demande : pouvez-vous dessiner la planète Terre sur son orbite et y ajouter la planète

Les élèves arrivent à la conclusion que ces deux planètes doivent posséder des orbites différentes.

collision se produise au bout d'un an pour tous les Ġlğǀes. CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 14

Variante : Le maître peut donc faire un dessin au tableau, en situant la Terre et Mars sur une même orbite autour

du Soleil audž edžtrĠmitĠs d'un diamğtre. Il demande alors audž Ġlğǀes de dessiner aǀec une autre couleur la place de

planètes.

Bilan :

Si la Terre et Mars tournaient sur la même orbite (trajectoire), elles finiraient par se toucher : comme cela

n'arriǀe pas dans la rĠalitĠ, c'est impossible. Toutes les planètes ont donc des orbites différentes.

Note : au cours des séances suivantes, les élèves arriveront à la conclusion que toutes les planètes ont des orbites

différentes !

3. ͨ Yuelle est la forme d'une planğte ? »

Note : prévoir une séquence vidéo (ou le logiciel Balade à ciel ouvert) montrant le mouvement des planètes autour

du soleil.

demande alors : " Quelle différence y a-t-il entre un astéroïde et la Terre ? ». La question de la forme viendra

Le maŠtre propose audž Ġlğǀes de trouǀer la dĠfinition d'une planğte. Il demandera : à présent, que savez-vous des

planètes ? Définition proposée (à copier dans le cahier d'edžpĠriences) ͗

" Une planète est un astre rond qui tourne autour du Soleil. Chaque planète doit être seule sur son orbite. »

Le maître demande alors quelles planètes les élèves connaissent et les notent au tableau. Une recherche

documentaire permettra de vérifier le nom des planètes données par les élèves et le cas échéant, de compléter la

liste.

Note scientifique :

clarifier la classification des objets tournant autour du Soleil. - il est en orbite autour du Soleil; - il a une masse suffisante pour être sphérique;

- tout corps sur une orbite proche a ĠtĠ annedžĠ (il s'est ĠcrasĠ ă sa surface ou a ĠtĠ satellisĠ).

proche de la sienne. Pluton est à présent classée dans la catégorie des planètes naines. Les planètes extrasolaires

edžoplanğtes en 1995, en France, ă l'Obserǀatoire de Haute-Provence. On en décompte actuellement plusieurs

milliers. CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 15

Astéroïdes

CENTRE PILOTE LA MAIN À LA PÂTE de Nogent sur Oise I 2019/2020 16 SANCE 3 ͗ LES FICHES D'IDENTIT DU SYSTME SOLAIRE

Durée : 1h30

Matériel :

Pour la classe :

Salle informatique pour mener les recherches sur Internet ;

Sinon, documents imprimés contenant les caractéristiques des astres étudiés (par exemple les pages

Vikidia correspondantes)

Objectifs : Mener une recherche documentaire

Lexique : rotation, révolution

Question initiale

suivantes : - Quel est son nom ? Quelle est l'origine de ce nom ? - Est-ce une étoile, une planète, une lune ? De quoi est-elle constituée ? - Quel est son diamètre ?quotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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